[go: up one dir, main page]

JP7643651B1 - 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス - Google Patents

蓋体、蓋本体、蓄電デバイス Download PDF

Info

Publication number
JP7643651B1
JP7643651B1 JP2024565360A JP2024565360A JP7643651B1 JP 7643651 B1 JP7643651 B1 JP 7643651B1 JP 2024565360 A JP2024565360 A JP 2024565360A JP 2024565360 A JP2024565360 A JP 2024565360A JP 7643651 B1 JP7643651 B1 JP 7643651B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
covering
lid
lid body
exterior
storage device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2024565360A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2024242066A5 (ja
JPWO2024242066A1 (ja
Inventor
敏史 瓜生
香衣 宮代
早陽子 金澤
美帆 佐々木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Publication of JPWO2024242066A1 publication Critical patent/JPWO2024242066A1/ja
Priority to JP2025019397A priority Critical patent/JP2025069434A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7643651B1 publication Critical patent/JP7643651B1/ja
Publication of JPWO2024242066A5 publication Critical patent/JPWO2024242066A5/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体であって、金属材料を含んで構成される蓋本体と、樹脂材料を含んで構成され、蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、蓋本体は、被覆体によって被覆される被覆部を有し、被覆部は、貫通孔、被覆体と反対側に凹む凹部、または、被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有する。

Description

本発明は、蓋体、蓋本体、および、蓄電デバイスに関する。
特許文献1は、蓄電デバイスの一例を開示している。この蓄電デバイスは、電極体と、電極体を封止する外装体と、を備える。外装体は、電極体を包む外装フィルムと、外装フィルムと接合される蓋体と、を備える。蓋体は、例えば、金属材料によって構成される。
特開2022-123686号公報
上記蓄電デバイスでは、外装フィルムは、樹脂材料を含んで構成され、蓋体は、金属材料によって構成されるため、外装フィルムと蓋体との接合強度が低いおそれがある。このため、外装体によって電極体を好適に密封する点について、改善の余地がある。
本発明は、外装体によって電極体を好適に密封できる蓄電デバイス、この蓄電デバイスに用いられる蓋体、および、この蓋体を構成する蓋本体を提供することを目的とする。
本発明の第1観点に係る蓋体は、蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体であって、金属材料を含んで構成される蓋本体と、樹脂材料を含んで構成され、前記蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、前記蓋本体は、前記被覆体によって被覆される被覆部を有し、前記被覆部は、貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有する。
本発明の第2観点に係る蓋体は、第1観点に係る蓋体であって、前記被覆部の少なくとも一部は、前記被覆体によって挟まれている。
本発明の第3観点に係る蓋体は、第1観点または第2観点に係る蓋体であって、前記被覆部の少なくとも一部は、粗面を備える。
本発明の第4観点に係る蓋体は、蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体であって、金属材料を含んで構成される蓋本体と、樹脂材料を含んで構成され、前記蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、前記蓋本体は、前記被覆体によって被覆される被覆部を有し、前記被覆部の少なくとも一部は、粗面を備える。
本発明の第5観点に係る蓋体は、第4観点に係る蓋体であって、前記粗面の最大高さ粗さRzは、0.01μm以上500μm以下の範囲に含まれる。
本発明の第6観点に係る蓋本体は、蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体を構成する蓋本体であって、前記蓋本体は、金属材料を含んで構成されており、樹脂材料を含んで構成される被覆体によって被覆される被覆部を有し、前記被覆部は、貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有する。
本発明の第7観点に係る蓋本体は、蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体を構成する蓋本体であって、前記蓋本体は、金属材料を含んで構成されており、樹脂材料を含んで構成される被覆体によって被覆される被覆部を有し、前記被覆部の少なくとも一部は、粗面を備える。
本発明の第8観点に係る蓄電デバイスは、電極体と、前記電極体を封止する外装体と、を備え、前記外装体は、前記電極体を包む外装フィルムと、前記外装フィルムと接合される蓋体と、含み、前記蓋体は、金属材料を含んで構成される蓋本体と、樹脂材料を含んで構成され、前記蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、前記蓋本体は、前記被覆体によって被覆される被覆部を有し、前記被覆部は、貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有する。
本発明の第9観点に係る蓄電デバイスは、電極体と、前記電極体を封止する外装体と、を備え、前記外装体は、前記電極体を包む外装フィルムと、前記外装フィルムと接合される蓋体と、含み、前記蓋体は、金属材料を含んで構成される蓋本体と、樹脂材料を含んで構成され、前記蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、前記蓋本体は、前記被覆体によって被覆される被覆部を有し、前記被覆部の少なくとも一部は、粗面を備える。
本発明に関する蓋体、蓋本体、蓄電デバイスによれば、外装体によって電極体を好適に密封できることに貢献できる。
実施形態の蓄電デバイスの斜視図。 図1Aの蓄電デバイスの第2封止部のシール強度の測定方法に関する図。 図1Aの蓄電デバイスが備える外装フィルムの層構成を示す断面図。 図1Aの蓄電デバイスが備える外装フィルムを広げた状態の図。 図1AのD4-D4線に沿う断面図。 図4の外装フィルムを省略した状態の蓋体の側面図。 図4の外装フィルムを省略した状態の蓋体の平面図。 図4の蓋体の蓋本体の正面側の斜視図。 図7の蓋本体の背面側の斜視図。 図1AのD9-D9線に沿う断面図。 図1Aの蓄電デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート。 第2変形例の蓋本体の背面側の斜視図。 図11のX部分の拡大図。 第3変形例の蓋本体の背面側の斜視図。 第4変形例の蓋本体を備える蓄電デバイスの断面図。 第5変形例の蓋本体を備える蓄電デバイスの断面図。 第7変形例の蓄電デバイスの断面図。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスについて説明する。なお、本明細書において、「~」で示される数値範囲は「以上」、「以下」を意味する。例えば、2~15mmとの表記は、2mm以上15mm以下を意味する。
[実施形態]
<1-1.蓄電デバイスの構成>
図1Aは、実施形態の蓄電デバイス10を模式的に示す斜視図である。図1Bは、図1の蓄電デバイス10の第2封止部92のシール強度の測定方法に関する図である。図2は、図1Aの蓄電デバイス10が備える外装フィルム50の層構成を示す断面図である。図3は、図1Aの蓄電デバイス10が備える外装フィルム50を広げた状態の図である。図4は、図1AのD4-D4線に沿う断面図である。図5は、図1Aの蓄電デバイス10が備える蓋体60の側面図である。図6は、図5の蓋体60の平面図である。図7は、図4の蓋体60が備える蓋本体70の正面側の斜視図である。図8は、図7の蓋本体70の背面側の斜視図である。図9は、図1AのD9-D9線に沿う断面図である。なお、図1Aにおいて、矢印UD方向は蓄電デバイス10の厚み方向を示し、矢印LR方向は蓄電デバイス10の幅方向を示し、矢印FB方向は、蓄電デバイス10の奥行方向を示す。矢印UDLRFBの各々が示す方向は、以後の各図においても共通である。
蓄電デバイス10は、集電体30を含む電極体20と、外装体40と、を備える。電極体20は、例えば、リチウムイオン電池、キャパシタ、全固体電池、半固体電池、擬固体電池、ポリマー電池、全樹脂電池、鉛蓄電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、金属空気電池、多価カチオン電池、または、コンデンサー等の蓄電部材を構成する電極(正極および負極)ならびに、セパレータ等を含む。本実施形態では、電極体20の形状は、略直方体である。なお、「略直方体」とは、完全な直方体の他に、例えば、外面の一部の形状を修正することによって直方体とみなせるような立体を含む。電極体20の形状は、例えば、円柱または多角柱であってもよい。
集電体30(図9参照)の一方の端部31は、蓋体60と接続される。
外装体40は、電極体20を封止する。外装体40は、外装フィルム50および蓋体60を備える。外装フィルム50は、開口部40Aを有するように電極体20を包む。本実施形態では、外装フィルム50は、開口部40Aを有するように電極体20に巻き付けられる。蓋体60は、開口部40Aを閉じるように電極体20の側方に配置される。なお、開口部40Aが形成されるように筒状に構成された外装フィルム50の内部に電極体20を収容し、開口部40Aを蓋体60によって閉じてもよい。
例えば、冷間成形を通じて外装フィルム50に電極体20を収容する窪みを形成する方法がある。しかし、このような方法によって深い窪みを形成することは必ずしも容易ではない。冷間成形によって窪みを深く(たとえば成形深さ15mm)形成しようとすると外装フィルム50にピンホールまたはクラックが発生し、電池性能の低下を招く可能性が高くなる。一方、外装体40は、外装フィルム50を電極体20に巻き付けることによって電極体20を封止しているため、電極体20の厚みに拘わらず容易に電極体20を封止することができる。なお、蓄電デバイス10の体積エネルギー密度を向上させるべく電極体20と外装フィルム50との間のデッドスペースを削減するためには、外装フィルム50が電極体20の外表面に接するように巻き付けられた状態が好ましい。また、全固体電池においては、電池性能を発揮させるために高い圧力を電池外面から均一に掛けることが必要とされている観点からも電極体20と外装フィルム50との間の空間を無くすことが必要とされるため、外装フィルム50が電極体20の外表面に接するように巻き付けられた状態が好ましい。
図2に示されるように、外装フィルム50は、例えば、基材層51、バリア層52、および、熱融着性樹脂層53をこの順に有する積層体(ラミネートフィルム)である。なお、外装フィルム50には、これらの層がすべて含まれている必要はなく、例えば、バリア層52が含まれていなくてもよい。すなわち、外装フィルム50は、フレキシブル性を有し曲げやすい材料で構成されていればよく、例えば、樹脂フィルムで構成されていてもよい。なお、外装フィルム50は、ヒートシール可能であることが好ましい。外装フィルム50は、最内層および最外層が熱融着性樹脂層53であってもよい。この場合、外装フィルム50は、最外層と最内層とが接合されることによって、電極体20および蓋体60を包んでもよい。
外装フィルム50に含まれる基材層51は、耐熱性を外装フィルム50に付与し、加工または流通の際に起こり得るピンホールの発生を抑制するための層である。基材層51は、例えば、延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含んで構成される。例えば、基材層51が延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の少なくとも一層を含むことにより、外装フィルム50の加工時にバリア層52を保護し、外装フィルム50の破断を抑制することができる。また、外装フィルム50の引張伸びを大きくする観点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエステル樹脂層であることが好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ポリアミド樹脂層であることが好ましい。さらに、突刺強度または衝撃強度に優れる点から、延伸ポリエステル樹脂層は二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムであることがより好ましく、延伸ポリアミド樹脂層は二軸延伸ナイロン(ONy)フィルムであることがより好ましい。なお、基材層51は、延伸ポリエステル樹脂層および延伸ポリアミド樹脂層の両層を含んで構成されていてもよい。基材層51の厚さは、フィルム強度の点から、例えば5~300μmであることが好ましく、5~150μmであることがより好ましい。
バリア層52は、少なくとも水分の浸入を抑止する層である。バリア層52は、例えば、接着層54を介して基材層51と接合される。バリア層52としては、例えば、バリア性を有する金属箔、蒸着膜、樹脂層などが挙げられる。蒸着膜としては金属蒸着膜、無機酸化物蒸着膜、炭素含有無機酸化物蒸着膜などが挙げられ、樹脂層としてはポリ塩化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)を主成分としたポリマー類やテトラフルオロエチレン(TFE)を主成分としたポリマー類やフルオロアルキル基を有するポリマー、およびフルオロアルキル単位を主成分としたポリマー類などのフッ素含有樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体などが挙げられる。また、バリア層52としては、これらの蒸着膜及び樹脂層の少なくとも1層を設けた樹脂フィルムなども挙げられる。バリア層52は、複数層設けてもよい。バリア層52は、金属材料により構成された層を含むことが好ましい。バリア層52を構成する金属材料としては、具体的には、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン鋼、鋼板などが挙げられ、金属箔として用いる場合は、アルミニウム合金箔、及びステンレス鋼箔の少なくとも一方を含むことが好ましい。
バリア層52において、前述した金属材料により構成された層は、金属材料のリサイクル材を含んでいてもよい。金属材料のリサイクル材としては、例えば、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン鋼、又は鋼板のリサイクル材が挙げられる。これらのリサイクル材は、それぞれ、公知の方法で入手できる。アルミニウム合金のリサイクル材は、例えば、国際公開第2022/092231号に記載の製造方法によって入手できる。バリア層52は、リサイクル材のみによって構成されてもよいし、リサイクル材とバージン材との混合材料によって構成されもよい。なお、金属材料のリサイクル材とは、いわゆる市中で使用された各種製品や、製造工程から出る廃棄物などを回収・単離・精製などを行って再利用可能な状態にした金属材料をいう。また、金属材料のバージン材とは、金属の天然資源(原材料)から精錬された新品の金属材料であって、リサイクル材でないものをいう。
アルミニウム合金箔は、外装フィルム50の成形性または追従性を向上させる観点から、例えば、焼きなまし処理済みのアルミニウム合金などにより構成された軟質アルミニウム合金箔であることがより好ましく、より成形性または追従性を向上させる観点から、鉄を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。鉄を含むアルミニウム合金箔(100質量%)において、鉄の含有量は、0.1~9.0質量%であることが好ましく、0.5~2.0質量%であることがより好ましい。鉄の含有量が0.1質量%以上であることにより、より優れた成形性を有する外装フィルム50を得ることができる。鉄の含有量が9.0質量%以下であることにより、より柔軟性に優れた外装フィルム50を得ることができる。また必要に応じて、ケイ素、マグネシウム、銅、マンガンなどが添加されていてもよい。また軟質化は焼鈍処理などで行うことができる。外装フィルム50の機械強度を向上させる観点からは、アルミニウム合金箔は、例えば加工硬化済みのアルミニウム合金などにより構成された硬質アルミニウム合金箔であることがより好ましい。
また、ステンレス鋼箔としては、オーステナイト系、フェライト系、オーステナイト・フェライト系、マルテンサイト系、析出硬化系のステンレス鋼箔などが挙げられる。さらに成形性に優れた外装フィルム50を提供する観点から、ステンレス鋼箔は、オーステナイト系のステンレス鋼により構成されていることが好ましい。
ステンレス鋼箔を構成するオーステナイト系のステンレス鋼の具体例としては、SUS304、SUS301、SUS316Lなどが挙げられ、これら中でも、SUS304が特に好ましい。
バリア層52の厚みは、金属箔の場合、少なくとも水分の浸入を抑止するバリア層としての機能を発揮すればよく、例えば9~200μm程度が挙げられる。バリア層52の厚みは、好ましくは約85μm以下、より好ましくは約50μm以下、さらに好ましくは約40μm以下、特に好ましくは約35μm以下である。また、バリア層52の厚みは、好ましくは約9.0μm以上、さらに好ましくは約20μm以上、より好ましくは約25μm以上である。また、バリア層52の厚みの好ましい範囲としては、9.0~85μm程度、9.0~50μm程度、9.0~40μm程度、9.0~35μm程度、20~85μm程度、20~50μm程度、20~40μm程度、20~35μm程度、25~85μm程度、25~50μm程度、25~40μm程度、25~35μm程度が挙げられる。バリア層52がアルミニウム合金箔により構成されている場合、上述した範囲が特に好ましい。また、外装フィルム50に高成形性及び高剛性を付与する観点からは、バリア層52の厚みは、好ましくは約35μm以上、より好ましくは約45μm以上、さらに好ましくは約50μm以上、さらに好ましくは約55μm以上であり、また、好ましくは約200μm以下、より好ましくは約85μm以下、さらに好ましくは約75μm以下、さらに好ましくは約70μm以下であり、好ましい範囲としては、35~200μm程度、35~85μm程度、35~75μm程度、35~70μm程度、45~200μm程度、45~85μm程度、45~75μm程度、45~70μm程度、50~200μm程度、50~85μm程度、50~75μm程度、50~70μm程度、55~200μm程度、55~85μm程度、55~75μm程度、55~70μm程度である。外装フィルム50が高成形性を備えることにより、深絞り成形が容易となり、蓄電デバイスの高容量化に寄与し得る。また、蓄電デバイスが高容量化されると、蓄電デバイスの重量が増加するが、外装フィルム50の剛性が高められることにより、蓄電デバイスの高い密封性に寄与できる。また、特に、バリア層52がステンレス鋼箔により構成されている場合、ステンレス鋼箔の厚みは、好ましくは約60μm以下、より好ましくは約50μm以下、さらに好ましくは約40μm以下、さらに好ましくは約30μm以下、特に好ましくは約25μm以下である。また、ステンレス鋼箔の厚みは、好ましくは約10μm以上、より好ましくは約15μm以上である。また、ステンレス鋼箔の厚みの好ましい範囲としては、10~60μm程度、10~50μm程度、10~40μm程度、10~30μm程度、10~25μm程度、15~60μm程度、15~50μm程度、15~40μm程度、15~30μm程度、15~25μm程度が挙げられる。
また、バリア層52がアルミニウム箔の場合は、溶解や腐食の防止などのために、少なくとも基材層51と反対側の面に耐腐食性皮膜を備えていることが好ましい。バリア層52は、耐腐食性皮膜を両面に備えていてもよい。ここで、耐腐食性皮膜とは、例えば、ベーマイト処理などの熱水変成処理、化成処理、陽極酸化処理、ニッケルやクロムなどのメッキ処理、コーティング剤を塗工する腐食防止処理をバリア層52の表面に行ない、バリア層52に耐腐食性(例えば耐酸性、耐アルカリ性など)を備えさせる薄膜をいう。耐腐食性皮膜は、具体的には、バリア層52の耐酸性を向上させる皮膜(耐酸性皮膜)、バリア層52の耐アルカリ性を向上させる皮膜(耐アルカリ性皮膜)などを意味している。耐腐食性皮膜を形成する処理としては、1種類を行なってもよいし、2種類以上を組み合わせて行なってもよい。また、1層だけではなく多層化することもできる。さらに、これらの処理のうち、熱水変成処理および陽極酸化処理は、処理剤によって金属箔表面を溶解させ、耐腐食性に優れる金属化合物を形成させる処理である。なお、これらの処理は、化成処理の定義に包含される場合もある。また、バリア層52が耐腐食性皮膜を備えている場合、耐腐食性皮膜を含めてバリア層52とする。
耐腐食性皮膜は、外装フィルム50の成形時において、バリア層52(例えば、アルミニウム合金箔)と基材層51との間のデラミネーション防止、電解質と水分とによる反応で生成するフッ化水素により、バリア層52表面の溶解、腐食、特にバリア層52がアルミニウム合金箔である場合にバリア層52表面に存在する酸化アルミニウムが溶解、腐食することを防止し、かつ、バリア層52表面の接着性(濡れ性)を向上させ、ヒートシール時の基材層51とバリア層52とのデラミネーション防止、成形時の基材層51とバリア層52とのデラミネーション防止の効果を示す。
熱融着性樹脂層53は、例えば、接着層55を介してバリア層52と接合される。外装フィルム50に含まれる熱融着性樹脂層53は、外装フィルム50にヒートシールによる封止性を付与する層である。熱融着性樹脂層53としては、ポリエチレンテレフタレート系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂などのポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂、または、これらのポリオレフィン系樹脂を無水マレイン酸等の酸でグラフト変性させた酸変性ポリオレフィン系樹脂からなる樹脂フィルムが挙げられる。熱融着性樹脂層53の厚さは、シール性および強度の点から、例えば20~300μmであることが好ましく、40~150μmであることがより好ましい。
外装フィルム50は、熱融着性樹脂層53よりも外側に、より好ましくは、バリア層52よりも外側に1または複数の緩衝機能を有する層(以下では、「緩衝層」という)を有していることが好ましい。緩衝層は、基材層51の外側に積層されてもよく、基材層51が緩衝層の機能を兼ね備えてもよい。外装フィルム50が複数の緩衝層を有する場合、複数の緩衝層は、隣接していてもよく、基材層51またはバリア層52等を介して積層されてもよい。
緩衝層を構成する材料は、クッション性を有する材料から任意に選択可能である。クッション性を有する材料は、例えば、ゴム、不織布、または、発泡シートである。ゴムは、例えば、天然ゴム、フッ素ゴム、または、シリコンゴムである。ゴム硬度は、20~90程度であることが好ましい。不織布を構成する材料は、耐熱性に優れる材料であることが好ましい。緩衝層が不織布によって構成される場合、緩衝層の厚さの下限値は、好ましくは、100μm、さらに好ましくは、200μm、さらに好ましくは、1000μmである。緩衝層が不織布によって構成される場合、緩衝層の厚さの上限値は、好ましくは、5000μm、さらに好ましくは、3000μmである。緩衝層の厚さの好ましい範囲は、100μm~5000μm、100μm~3000μm、200μm~5000μm、200μm~3000μm、1000μm~5000μm、または、1000μm~3000μmである。この中でも、緩衝層の厚さの範囲は、1000μm~3000μmが最も好ましい。
緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの下限値は、好ましくは、0.5mmである。緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの上限値は、好ましくは、10mm、さらに好ましくは、5mm、さらに好ましくは、2mmである。緩衝層がゴムによって構成される場合、緩衝層の厚さの好ましい範囲は、0.5mm~10mm、0.5mm~5mm、または、0.5mm~2mmである。
外装フィルム50が緩衝層を有する場合、緩衝層がクッションとして機能するため、蓄電デバイス10が落下したときの衝撃、または、蓄電デバイス10の製造時のハンドリングによって、外装フィルム50が破損することが抑制される。
図5および図6に示されるように、蓋体60は、例えば、全体として直方体形状である。蓋体60は、金属材料を含んで構成される蓋本体70と、樹脂材料を含んで構成され、蓋本体70の一部を被覆する被覆体80と、を有する。蓋体60は、例えば、蓋本体70に対して被覆体80を射出成形することによって製造することができる。
蓋本体70を構成する金属材料は、任意に選択可能である。蓋本体70を構成する金属材料は、例えば、アルミニウム、アルムニウム合金、ニッケル、銅、または、銅合金である。例えば、電極体20がリチウムイオン電池である場合、正極に接続される蓋本体70は、アルミニウムまたはアルミニウム合金によって構成されることが好ましい。負極に接続される蓋本体70は、ニッケル、銅、または、銅合金によって構成されることが好ましい。負極に接続される蓋本体70を構成する材料は、銅にニッケルめっきを施したものとしてもよい。蓋本体70を構成する材料は、金属材料のリサイクル材を含んでいてもよい。蓋本体70は、基部71および被覆部72を有する。
蓋本体70は、金属材料から構成される。ここで、「金属材料から構成される」とは、蓋本体70を構成する材料の全体を100質量%としたときに、金属材料の含有率が50質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であることをいうものとする。すなわち、蓋本体70を構成する材料は、金属材料に加え、金属材料以外の材料を含有することができる。
蓋本体70が金属材料を含んで構成される場合、蓋本体70は、バリア層52で説明した耐腐食性皮膜を有していることが好ましい。蓋体60は、蓋本体70と被覆体80との間に両者を好適に接合させる接着性フィルムおよび接着層の少なくとも一方を備えてもよい。接着性フィルムまたは接着層は、単層でもよく、多層でもよく、少なくとも極性基を有する樹脂材料を含むことが好ましい。接着層は、ディップコート、ディスペンサー、インクジェット、噴霧、または、スクリーン印刷などで形成することができる。
図7および図8に示される基部71は、例えば、長方形の板状であり、第1面71Aおよび第2面71Bを有する。第1面71Aは、電極体20と面する。第2面71Bは、第1面71Aと反対側の面である。集電体30の端部31(図9参照)を好適に拘束する観点、および、電極体20と蓋体60との距離を短くして体積密度を向上させる観点から、基部71には、集電体30の端部31を収容する収容部71Xが形成されることが好ましい。
収容部71Xの形状は、集電体30のうちの少なくとも端部31を収容できる形状であれば、任意に選択可能である。本実施形態では、収容部71Xは、第1面71Aから第2面71Bに向けて凹む凹部である。収容部71Xは、蓋本体70を貫通しない。収容部71Xの開口は、電極体20に面する。収容部71Xの底部は、第2面71Bから外部に向けて突出する。収容部71Xは、LR方向に延びる。基部71に形成される収容部71Xの数は、任意に選択可能である。図8に示される例では、基部71には、2つの収容部71Xが形成される。2つの収容部71Xは、UD方向に並ぶ。基部71には、1つ、または、3つ以上の収容部71Xが形成されてもよい。集電体30の端部31は、例えば、超音波溶接またはレーザー溶接、によって、収容部71Xの内部の任意の箇所と接合される。集電体30の端部31と収容部71Xとは、ねじ固定、圧入、焼きばめ、かしめ溶接、圧接、ろう付け、または、接着剤によって接合されてもよい。集電体30の端部31と収容部71Xとを接着剤によって接合する場合、集電体30の端部31、および、収容部71Xは、接着剤によって接合されている部分、および、接着剤によって接合されている部分以外の部分の少なくとも一方で導電性を有していればよい。本実施形態では、蓋本体70は、金属材料を含んで構成されるため、蓋本体70が電極端子としての機能を有する。このため、蓄電デバイス10は、従来の蓄電デバイスと比べて構成要素が少ない。なお、蓋本体70は、例えば、収容部71Xの底部等に電極端子を接合してもよい。
被覆部72は、被覆体80によって被覆される。被覆部72は、基部71の第1面71Aから立ち上がる枠状である。被覆部72は、第1被覆部72A、第2被覆部72B、第3被覆部72C、および、第4被覆部72Dを有する。第1被覆部72Aは、蓋本体70の上面を構成する。第1被覆部72Aは、蓋本体70の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。第2被覆部72Bおよび第3被覆部72Cは、第1被覆部72Aと繋がり、蓋本体70の側面を構成する。第2被覆部72Bおよび第3被覆部72Cは、蓋本体70の正面視において、第1方向と交差する第2方向(本実施形態では、UD方向)に延びる。本実施形態では、蓋本体70の正面視において、第1方向と第2方向とは、直交する。第1方向と第2方向とは、蓋本体70の正面視において、直交していなくてもよい。第4被覆部72Dは、蓋本体70の下面を構成する。第4被覆部72Dは、蓋本体70の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。
被覆部72の表面72Xの少なくとも一部は、被覆体80によって被覆される。本実施形態では、被覆部72の表面72Xの全体が被覆体80によって被覆される。蓋本体70と被覆体80との接合強度を高めるために、被覆部72の裏面72Yの少なくとも一部が被覆体80によって被覆されることが好ましい。換言すれば、被覆部72は、表面72Xおよび裏面72Yが被覆体80によって挟まれるように被覆されることが好ましい。本実施形態では、裏面72Yの全体が被覆体80によって被覆される。
蓋本体70と被覆体80との接合強度をより高めるために、被覆部72には、貫通孔72Zが形成されることが好ましい。平面視における貫通孔72Zの形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、平面視における貫通孔72Zの形状は、長方形である。平面視における貫通孔72Zの形状は、円、楕円、正方形、または、多角形であってもよい。被覆部72の表面72Xおよび裏面72Yが被覆体80によって被覆される場合、被覆部72の表面72Xを被覆する被覆体80と、被覆部72の裏面72Yを被覆する被覆体80とは、貫通孔72Z内に存在する被覆体80を介して繋がる。このため、蓋本体70と被覆体80との接合強度をより高められる。被覆部72に形成される貫通孔72Zの数は、任意に選択可能である。図7に示される例では、第1被覆部72A、第2被覆部72B、第3被覆部72C、および、第4被覆部72Dには、それぞれ5つの貫通孔72Zが形成される。第1被覆部72A、第2被覆部72B、第3被覆部72C、および、第4被覆部72Dには、それぞれ、1~4、または、6つ以上の貫通孔72Zが形成されてもよい。第1被覆部72A、第2被覆部72B、第3被覆部72C、および、第4被覆部72Dに形成される貫通孔72Zの数は、互いに異なっていてもよい。第1被覆部72A、第2被覆部72B、第3被覆部72C、および、第4被覆部72Dの一部には、貫通孔72Zが形成されなくてもよい。
図4に示される被覆体80は、蓋シール部81を有する。蓋シール部81は、外装フィルム50の熱融着性樹脂層53とヒートシールされる。蓋シール部81は、第1シール面81A、第2シール面81B、第3シール面81C、および、第4シール面81Dを含む。第1シール面81Aは、蓋体60の上面を構成する。第1シール面81Aは、蓋体60の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。第2シール面81Bおよび第3シール面81Cは、第1シール面81Aと繋がり、蓋体60の側面を構成する。第2シール面81Bおよび第3シール面81Cは、蓋体60の正面視において、第1方向と交差する第2方向(本実施形態では、UD方向)に延びる。本実施形態では、蓋体60の正面視において、第1方向と第2方向とは、直交する。第1方向と第2方向とは、蓋体60の正面視において、直交していなくてもよい。第4シール面81Dは、蓋体60の下面を構成する。第4シール面81Dは、蓋体60の正面視において、第1方向(本実施形態では、LR方向)に延びる。
蓋体60が板状である場合、蓄電デバイス10が重ねて配置された場合であっても、外装体40が変形することが抑制されるように、蓋体60は、ある程度の厚さを有していることが好ましい。別の観点では、蓋体60が板状である場合、後述する第2封止部92を形成する際に、蓋体60の蓋シール部81と外装フィルム50とを好適にヒートシールできるように、蓋体60の蓋シール部81は、ある程度の厚さを有していることが好ましい。蓋体60の蓋シール部81の厚さの最小値は、例えば、1.0mmであり、3.0mmがより好ましく、4.0mmがさらに好ましい。蓋体60の蓋シール部81の厚さの最大値は、例えば、20mmであり、15mmがより好ましく、10mmがさらに好ましい。蓋体60の蓋シール部81の厚さの最大値は、20mm以上であってもよい。蓋体60の蓋シール部81の厚さの好ましい範囲は、1.0mm~20mm、1.0mm~15mm、1.0mm~10mm、3.0mm~20mm、3.0mm~15mm、3.0mm~10mm、4.0mm~20mm、4.0mm~15mm、4.0mm~10mmである。本実施形態において、蓋体60が板状と表現される場合、蓋体60がJIS(日本工業規格)の[包装用語]規格によって規定されるフィルムのみによって構成される態様は含まれない。なお、蓋体60の蓋シール部81の厚さは、蓋体60の部位によって異なっていてもよい。蓋体60の蓋シール部81の厚さが部位によって異なる場合、蓋体60の蓋シール部81の厚さは、最も厚い部分の厚さである。
蓋シール部81は、境界82、83、84、85をさらに含む。境界82は、第1シール面81Aと第2シール面81Bとの境界である。境界83は、第1シール面81Aと第3シール面81Cとの境界である。境界84は、第4シール面81Dと第2シール面81Bとの境界である。境界85は、第4シール面81Dと第3シール面81Cとの境界である。境界82~85の形状は、角であってもよく、R加工が施されることによって丸みを帯びていてもよい。本実施形態では、境界82~85は、角である。
被覆体80は、樹脂材料から構成される。ここで、「樹脂材料から構成される」とは、被覆体80を構成する材料の全体を100質量%としたときに、樹脂材料の含有率が50質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であることをいうものとする。すなわち、被覆体80を構成する材料は、樹脂材料に加え、樹脂材料以外の材料を含有することができる。
樹脂の具体例としては、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリウレタン、珪素樹脂、及びフェノール樹脂などの樹脂や、これらの樹脂の変性物等の熱可塑性樹脂が挙げられる。また、樹脂材料は、これらの樹脂の混合物であってもよいし、共重合物であってもよいし、共重合物の変性物であってもよい。樹脂材料は、これらの中でも、ポリエステル、ポリオレフィンなどの熱融着性樹脂であることが好ましく、ポリオレフィンがより好ましい。樹脂材料が樹脂である場合、被覆体80は、どのような成形方法で成形されてもよい。
被覆体80を構成する材料に含まれる樹脂材料は、オレフィン系のランダム共重合体であることが好ましく、ポリオレフィン骨格を含む樹脂を主成分として含んでいることがさらに好ましく、ポリオレフィンを主成分として含んでいることがさらに好ましく、ポリプロピレンを主成分として含んでいることがさらに好ましい。ポリオレフィンは、酸変性ポリオレフィンであってもよい。被覆体80を構成する材料に含まれる樹脂材料は、複数種類のアミド系滑剤が存在していることが好ましい。また、被覆体80を構成する材料に含まれる樹脂材料は、飽和脂肪酸アミドに加えて、複数種類のアミド系滑剤が不飽和脂肪酸アミドをさらに含むことが好ましい。被覆体80を構成する材料に含まれる樹脂材料は、融点が150℃より高いプロピレン系エラストマーを添加したポリオレフィン樹脂であってもよい。
ポリエステルとしては、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、共重合ポリエステル等が挙げられる。また、共重合ポリエステルとしては、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体とした共重合ポリエステル等が挙げられる。具体的には、エチレンテレフタレートを繰り返し単位の主体としてエチレンイソフタレートと重合する共重合体ポリエステル(以下、ポリエチレン(テレフタレート/イソフタレート)にならって略す)、ポリエチレン(テレフタレート/アジペート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムスルホイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/ナトリウムイソフタレート)、ポリエチレン(テレフタレート/フェニル-ジカルボキシレート)、ポリエチレン(テレフタレート/デカンジカルボキシレート)等が挙げられる。樹脂材料は、これらの中でも、耐熱性及び耐圧性を高める観点から、ポリブチレンテレフタレートであることが好ましい。
また、ポリオレフィンとしては、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン等のポリエチレン;エチレン-αオレフィン共重合体;ホモポリプロピレン、ポリプロピレンのブロックコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのブロックコポリマー)、ポリプロピレンのランダムコポリマー(例えば、プロピレンとエチレンのランダムコポリマー)等のポリプロピレン;プロピレン-αオレフィン共重合体;エチレン-ブテン-プロピレンのターポリマー等が挙げられる。共重合体である場合のポリオレフィン樹脂は、ブロック共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよい。樹脂材料は、これらの中でも、熱融着性及び耐電解液性に優れることから、ポリプロピレンが好ましい。
上記樹脂材料としての樹脂は、必要に応じてフィラーを含有してもよい。フィラーの具体例としては、ガラスビーズ、グラファイト、ガラス繊維、及びカーボン繊維等が挙げられる。樹脂材料としての樹脂が上記フィラーを含有することにより、被覆体80の温度変化に対する変形耐性を向上させることができる。
被覆体80を構成する材料に含まれる樹脂材料のメルトマスフローレートは、1g/10min~100g/10minの範囲に含まれることが好ましく、5g/10min~80g/10minの範囲に含まれることがさらに好ましい。メルトマスフローレートは、JIS K7210-1:2014に基づいて測定される。
本実施形態では、開口部40Aを有するように電極体20の周囲に外装フィルム50が巻き付けられた状態で、外装フィルム50の互いに向き合う面(熱融着性樹脂層53)同士がヒートシールされることによって、第1封止部91が形成される。
第1封止部91は、図3に示される外装フィルム50の第1縁50Aを含む部分と第2縁50Bを含む部分とがヒートシールされることによって形成される。第1封止部91は、外装体40の長手方向(FB方向)に延びる。外装体40において、第1封止部91が形成される位置は、任意に選択可能である。本実施形態では、第1封止部91の根本91Xは、外装体40の第1面41と第2面42との境界の辺43上に位置することが好ましい。第1面41は、第2面42よりも面積が大きい。第1封止部91の根本91Xは、外装体40の任意の面上に位置していてもよい。本実施形態では、第1封止部91は、平面視において、電極体20よりも外側に張り出している。第1封止部91は、例えば、外装体40の第2面42に向けて折り畳まれていてもよく、第1面41に向けて折り畳まれていてもよい。
本実施形態では、外装フィルム50の熱融着性樹脂層53と蓋体60の蓋シール部81とがヒートシールされることによって、第2封止部92が形成される。以下では、外装フィルム50の熱融着性樹脂層53と蓋体60の蓋シール部81とのシール強度を、第2封止部92のシール強度と称する場合がある。なお、第2封止部92のシール強度は、蓋シール部81のうちの長辺の部分、すなわち、図1AにおけるLR(幅)方向に延びる蓋シール部81における熱融着性樹脂層53と蓋体60とのシール強度である。
第2封止部92のシール強度は、次のように測定される。まず、外装フィルム50のうちの外装体40の第1面41を構成している部分に切れ込みを形成し、LR方向に並ぶ3つの帯状部材41X、41Y、41Z(図1Bの二点鎖線参照)を形成する。3つの帯状部材41X、41Y、41ZのLR方向における幅は、15mmである。帯状部材41X、41Y、41Zの端部は、第2封止部92において、蓋体60と接合されている。蓋体60のLR方向の長さは、45mm以上である。次に帯状部材41X、41Y、41Zのうちの蓋体60と接合されている端部と反対側の端部をUD方向における上方(第1面41Bと反対の方向)に引っ張ることによって、帯状部材41X、41Y、41Zのシール強度をそれぞれ測定する。UD方向におけるチャック間の距離は、10mmである。帯状部材41X、41Y、41Zのシール強度は、それぞれのシール強度のピーク値である。本実施形態では、第2封止部92のシール強度は、帯状部材41X、41Y、41Zのシール強度の平均値である。蓋体60のLR方向の長さが45mm未満である場合、15mm未満である任意の幅Xmmの3つの帯状部材を形成し、蓋体60のLR方向の長さが45mm以上であると同様の方法によって3つの帯状部材のシール強度を測定する。得られたシール強度をそれぞれ任意の幅Xmmで除し、15を乗ずることによって、15mm幅における3つの帯状部材のシール強度にそれぞれ換算する。第2封止部92のシール強度は、15mm幅に換算された3つの帯状部材のシール強度の平均値である。なお、蓋体60が、長辺および短辺を含む複数のパーツに分割されている場合の第2封止部92のシール強度は、複数のパーツの蓋シール部81のうちの長辺の部分におけるシール強度である。
外装体40によって電極体20が密封された状態を好適に維持する観点から、第2封止部92のシール強度は、好ましくは、40N/15mm以上、さらに好ましくは、50N/15mm以上、さらに好ましくは、60N/15mm以上、さらに好ましくは、70N/15mm以上、さらに好ましくは、85N/15mm以上である。第2封止部92のシール強度が40N/15mm以上である場合、蓄電デバイス10を、例えば、数年間(10年未満)使用しても、外装体40によって電極体20が密封された状態が好適に維持される。第2封止部92のシール強度が85N/15mm以上である場合、蓄電デバイス10を、例えば、10年以上使用しても、外装体40によって電極体20が密封された状態が好適に維持される。第2封止部92のシール強度は、好ましくは、300N/15mm以下である。第2封止部92のシール強度の好ましい範囲は、40N/15mm~300N/15mm、50N/15mm~300N/15mm、60N/15mm~300N/15mm、70N/15mm~300N/15mm、または、85N/15mm~300N/15mmである。
本実施形態では、外装フィルム50と蓋体60との間に隙間が形成されにくいように、蓋体60は、蓋シール部81から突出する突出部86を有することが好ましい。突出部86は、被覆体80と一体的に形成されてもよく、被覆体80と別体で形成され、被覆体80に接合されてもよい。本実施形態では、突出部86は、被覆体80と一体的に形成される。蓋シール部81において、突出部86が形成される位置は、任意に選択可能である。外装フィルム50と蓋体60との隙間は、例えば、第1封止部91の根本91Xと蓋体60との間に形成されやすい。特に、第1封止部91の根本91Xが蓋体60の境界82~境界85に位置する場合、第1封止部91の根本91Xと蓋体60との間の樹脂埋まり性が低下しやすい。このため、突出部86は、蓋シール部81において、第1封止部91の根本91Xが位置する箇所に形成されることが好ましい。本実施形態では、第1封止部91の根本91Xは、蓋体60の境界82に位置する。このため、突出部86は、蓋シール部81において、境界82に形成されることが好ましい。本実施形態では、第1封止部91は、突出部86を挟んだ状態でシールされる。なお、突出部86は、第1シール面81A、第2シール面81B、第3シール面81C、第4シール面81D、境界83、境界84、および、境界85の少なくとも1つに形成されていてもよい。
突出部86の形状は、任意に選択可能である。本実施形態では、突出部86の形状は、板状である。突出部86の厚さは、任意に選択可能である。本実施形態では、突出部86は、境界82から離れるにつれて厚さが薄くなる。換言すれば、突出部86は、境界82から離れるにつれて先細り形状である。突出部86の厚さは、一定であってもよく、境界82から離れるにつれて厚さが厚くなっていてもよい。
突出部86が延びる方向は、任意に選択可能である。本実施形態では、突出部86は、第1方向(本実施形態では、LR方向)に沿って延びる。突出部86は、第2方向(本実施形態では、UD方向)に沿って延びていてもよい。突出部86は、蓋体60の正面視において、第1方向(実施形態では、LR方向)、および、第2方向(実施形態では、UD方向)と交差する第3方向に延びていてもよい。
突出部86の長さは、第1封止部91の長さ以下の範囲において、任意に選択可能である。例えば、突出部86の長さは、第1封止部91の長さと実質的に等しくてもよく、第1封止部91の長さの30%~50%の長さであってもよい。
<1-2.蓄電デバイスの製造方法>
図10は、蓄電デバイス10の製造方法の一例を示すフローチャートである。蓄電デバイス10の製造方法は、例えば、第1工程、第2工程、第3工程、および、第4工程を含む。第1工程~第4工程は、例えば、蓄電デバイス10の製造装置によって実施される。第1工程~第4工程の少なくとも一部は、作業者によって実施されてもよい。なお、第1工程~第4工程は、蓄電デバイス10の製造方法の各工程の名称を便宜的に規定したものであって、各工程の順序を必ずしも意味するものではない。
ステップS11の第1工程では、製造装置は、電極体20の両端部に蓋体60を配置し、集電体30の端部31と蓋体60の蓋本体70とを接続する。第1工程が完了することによって、電極端子として機能する蓋体60と、電極体20の電極とが電気的に接続される。
ステップS12の第2工程は、第1工程よりも後に実施される。第2工程では、製造装置は、規制手段によって電極体20および蓋体60の移動を規制しつつ、外装フィルム50にテンションが作用した状態で外装フィルム50を電極体20および蓋体60に巻き付ける。規制手段は、例えば、電極体20および蓋体60が嵌め込まれる溝である。規制手段は、電極体20および蓋体60が移動しないように、電極体20および蓋体60に外力を作用させる装置であってもよい。規制手段は、外装フィルム50が引っ張られる方向と反対方向の力を電極体20および蓋体60に作用させる装置であってもよい。なお、規制手段は、外装フィルム50のしわを取り除くために、外装フィルム50が引っ張られている状態において、外装フィルム50上を走行するローラーを含んでいてもよい。
ステップS13の第3工程は、第2工程のよりも後に実施される。製造装置は、外装フィルム50と蓋体60とをヒートシールすることによって、第2封止部92を形成する。
ステップS14の第4工程は、第3工程よりも前または後に実施される。第4工程では、製造装置は、蓋体60の突出部86が外装フィルム50によって挟まれるように、外装フィルム50の第1縁50Aを含む部分の熱融着性樹脂層53と、第2縁50Bを含む部分の熱融着性樹脂層53とを、電極体20および蓋体60の移動を規制しつつ、外装フィルム50にテンションが作用した状態でヒートシールすることによって、第1封止部91を形成する。
<1-3.蓄電デバイスの作用および効果>
蓄電デバイス10によれば、蓋体60は、蓋本体70が樹脂材料を含んで構成される被覆体80によって被覆されているため、被覆体80と外装フィルム50との接合強度が高い。このため、外装体40によって電極体20を好適に密封できる。
[2.変形例]
上記実施形態は本発明に関する蓋体、蓋本体、および、蓄電デバイスが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に関する蓋体、蓋本体、および、蓄電デバイスは、実施形態に例示された形態とは異なる形態を取り得る。その一例は、実施形態の構成の一部を置換、変更、もしくは、省略した形態、または、実施形態に新たな構成を付加した形態である。以下に実施形態の変形例の幾つかの例を示す。なお、以下の変形例は、技術的に矛盾しない限り互いに組み合わせることができる。
<2-1.第1変形例>
上記実施形態の蓄電デバイス10において、蓋体60は、突出部86を有していなくてもよい。なお、第1変形例は、以下の第2変形例~第11変形例にも同様に適用できる。
<2-2.第2変形例>
上記実施形態の蓄電デバイス10において、蓋本体70の構成は、変更可能である。図11は、第2変形例の蓋本体270の背面側の斜視図である。図12は、図11のX部分の拡大図である。
第2変形例の蓋本体270は、被覆部72から貫通孔72Zの少なくとも一部が省略されてもよい。被覆部72の少なくとも一部は、粗面73を備えていてもよい。粗面73は、例えば、被覆部72の表面72Xに粗面化処理を施すことによって形成できる。粗面化処理の具体的な方法は、例えば、ショットブラスト処理、研磨処理、アルマイト処理、湿式エッチング処理、プラズマ処理、レーザー処理、サンドブラスト処理、または、粗面化めっき処理である。蓋本体270と被覆体80との接合強度を固めるために、蓋本体270は、被覆部72の表面72Xの全面に粗面化処理が施されることが好ましい。換言すれば、被覆部72の表面72Xは、全体が粗面73であることが好ましい。図12に示されるように、粗面73には、微小な凹凸が形成される。隣り合う微小な凹凸のピーク間の距離は、0.01~300μm程度であってもよい。蓋本体270に対して被覆体80を射出成形した場合、蓋本体270と被覆体80とは、アンカー効果によってより強固に接合される。より高いアンカー効果を得るために、粗面73の最大高さ粗さRzは、0.01μm以上500μm以下の範囲に含まれることが好ましく、0.5μm以上200μm以下の範囲に含まれることがさらに好ましい。粗面73の最大高さ粗さRzは、JIS B 0601-2001に基づいて測定される。粗面73の最大高さ粗さRzの測定は、株式会社キーエンス製の白色干渉計搭載レーザー顕微鏡 VK-X3000が用いられる。
第2変形例では、蓋本体270と被覆体80とを好適に接合させる観点から、蓋本体270は、接着性フィルムおよび接着層の少なくとも一方を備えてもよい。接着性フィルムまたは接着層は、単層でもよく、多層でもよく、少なくとも極性基を有する樹脂材料を含むことが好ましい。接着層は、ディップコート、ディスペンサー、インクジェット、噴霧、または、スクリーン印刷などで形成することができる。
第2変形例では、蓋本体270に対して被覆体80をインサート成型、プレス成型、誘導加熱圧着、レーザー加熱、または、摩擦攪拌によって接合してもよい。第2変形例では、蓋本体270と被覆体80との密着性を高める観点から、被覆体80、および、被覆部72のうちの粗面73の少なくとも一方に、陽極酸化処理またはメッキ処理が施されてもよく、樹脂反応性皮膜が形成されていてもよい。粗面73は、バリア層52で説明した耐腐食性皮膜を有していることが好ましい。
<2-3.第3変形例>
図13は、第3変形例の蓋本体370の正面側の斜視図である。蓋本体370は、被覆部72によって囲まれる空間に矩形状の収容体370Xが配置されてもよい。収容体370Xは、基部71と一体的に形成されてもよく、基部71と別体で構成され、基部71と接合されてもよい。収容体370Xの側面は、被覆部72の裏面72Yと僅かな隙間を介して対向する。収容体370Xの側面と、被覆部72の裏面72Yとの隙間に被覆体80が配置されてもよい。収容体370Xには、収容部371Xが形成されてもよい。収容体370Xに収容部371Xが形成される場合、蓋体60は、蓋本体370の収容部371Xの開口が電極体20と面するように配置される。
<2-4.第4変形例>
図14は、第4変形例の蓋本体470を備える蓄電デバイス10の断面図である。蓋本体470の被覆部72は、貫通孔72Zに代えて、または、加えて、被覆部72を貫通しない凹部472Zを有していてもよい。凹部472Zは、表面72Xから裏面72Yに向けて凹んでいてもよく、裏面72Yから表面72Xに向けて凹んでいてもよい。被覆部72に形成される凹部472Zの数、および、被覆部72における凹部472Zが形成される位置に関する諸元は、貫通孔72Zに関する諸元と同様である。第4変形例においても、第2変形例と同様に、被覆部72の表面72Xの少なくとも一部に粗面73が形成されてもよい。
<2-5.第5変形例>
図15は、第5変形例の蓋本体570を備える蓄電デバイス10の断面図である。蓋本体570の被覆部72は、貫通孔72Zに代えて、または、加えて、被覆部72から被覆体80に向かって突出する凸部572Zを有していてもよい。凸部572Zは、表面72Xから被覆体80に向かって突出していてもよく、裏面72Yから被覆体80に向かって突出していてもよい。被覆部72に形成される凸部572Zの数、および、被覆部72における凸部572Zが形成される位置に関する諸元は、貫通孔72Zに関する諸元と同様である。第5変形例においても、第2変形例と同様に、被覆部72の表面72Xの少なくとも一部に粗面73が形成されてもよい。
<2-6.第6変形例>
上記実施形態の蓄電デバイス10において、蓋本体70から収容部71Xが省略されてもよい。第6変形例においては、集電体30の端部31は、例えば、蓋本体70の基部71の第1面71Aと接合されてもよい。
<2-7.第7変形例>
上記実施形態において、収容部71Xの構成は、集電体30の端部31と接続できる構成であれば、任意に変更可能である。図16は、第7変形例の蓄電デバイス10の断面図である。第7変形例の蓄電デバイス10は、収容部700を備える。収容部700は、例えば、公知のクリップである。収容部700は、スライドクリップであってもよい。収容部700は、基部710と、挟持部720と、を含む。基部710は、蓋本体70の第1面71Aと接合される。挟持部720は、基部710と繋がり、集電体30の端部31を含む部分を挟持できるように構成される。第7変形例では、挟持部720によって集電体30の端部31を含む部分を挟むことによって集電体30と蓋本体70とを接続できるため、蓄電デバイス10を容易に製造できる。また、収容部700がスライドクリップである場合、FB方向において、集電体30は、基部710に接近する方向に挟持部720に挿入できる一方、基部710から離間する方向に移動することが挟持部720によって規制される。このため、挟持部720によって集電体30が挟持された状態が好適に維持される。
<2-8.第8変形例>
上記実施形態の蓄電デバイス10において、蓋体60の突出部86の具体的な形成方法は、任意に変更可能である。例えば、蓋本体70の蓋シール部81に接合される接着性フィルム等によって、突出部86を形成してもよい。この変形例では、例えば、蓋シール部81に複数の接着性フィルムを重ねるように接合して突出部86を形成してもよく、接着性フィルムを蓋シール部81にフラップ状に接合して突出部86を形成してもよい。
<2-9.第9変形例>
上記実施形態において、蓄電デバイス10の外装フィルム50は、FB方向において、2つの蓋体60の少なくとも一方よりも外側に張り出していてもよい。外装フィルム50のうちの蓋体60よりも外側に張り出した部分が閉じられることによって、電極体20は封止される。外装フィルム50のうちの蓋体60よりも張り出した部分は、ゲーベルトップ型のパウチ、または、ブリック型のパウチのように折り畳まれてもよい。
<2-10.第10変形例>
上記実施形態において、外装体40は、2つの蓋体60のうちの一方を有していなくてもよい。この変形例では、FB方向において、外装体40のうちの蓋体60が省略された部分では、外装フィルム50のうちの電極体20よりも外側に張り出した部分が閉じられることによって、電極体20は封止される。外装フィルム50のうちの電極体20よりも外側に張り出した部分は、ゲーベルトップ型のパウチ、または、ブリック型のパウチのように折り畳まれてもよい。
<2-11.第11変形例>
上記実施形態において、外装体40の外郭形状は、任意に変更可能である。外装体40の外郭形状は、円柱、角柱、または、立方体であってもよい。
10 :蓄電デバイス
20 :電極体
40 :外装体
50 :外装フィルム
60 :蓋体
70、270、370、470、570 :蓋本体
72 :被覆部
72X :表面
73 :粗面
80 :被覆体

Claims (8)

  1. 蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体であって、
    金属材料を含んで構成される蓋本体と、
    樹脂材料を含んで構成され、前記蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、
    前記被覆体は、前記外装体を構成する要素である外装フィルムと接合される蓋シール部を有し、
    前記蓋本体は、前記被覆体によって被覆される被覆部を有し、
    前記被覆部は、貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有し、
    前記被覆部が前記貫通孔を有する場合、前記貫通孔の少なくとも一部は、前記被覆体によって埋められる
    蓋体。
  2. 前記被覆部の少なくとも一部は、前記被覆体によって挟まれている
    請求項1に記載の蓋体。
  3. 前記被覆部の少なくとも一部は、粗面を備える
    請求項1または2に記載の蓋体。
  4. 蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体であって、
    金属材料を含んで構成される蓋本体と、
    樹脂材料を含んで構成され、前記蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、
    前記被覆体は、前記外装体を構成する要素である外装フィルムと接合される蓋シール部を有し、
    前記蓋本体は、前記被覆体によって被覆される被覆部を有し、
    前記被覆部の少なくとも一部は、粗面を備え、かつ、
    貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有し、
    前記被覆部が前記貫通孔を有する場合、前記貫通孔の少なくとも一部は、前記被覆体によって埋められ、
    前記粗面の最大高さ粗さRzは、0.01μm以上500μm以下の範囲に含まれる
    蓋体。
  5. 蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体を構成する蓋本体であって、
    前記蓋本体は、
    金属材料を含んで構成されており、
    樹脂材料を含んで構成される被覆体によって被覆される被覆部を有し、
    前記被覆体は、前記外装体を構成する要素である外装フィルムと接合される蓋シール部を有し、
    前記被覆部は、貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有し、
    前記被覆部が前記貫通孔を有する場合、前記貫通孔の少なくとも一部は、前記被覆体によって埋められるように構成される
    蓋本体。
  6. 蓄電デバイスの外装体に用いられる蓋体を構成する蓋本体であって、
    前記蓋本体は、
    金属材料を含んで構成されており、
    樹脂材料を含んで構成される被覆体によって被覆される被覆部を有し、
    前記被覆体は、前記外装体を構成する要素である外装フィルムと接合される蓋シール部を有し、
    前記被覆部の少なくとも一部は、粗面を備え、かつ、
    貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有し、
    前記被覆部が前記貫通孔を有する場合、前記貫通孔の少なくとも一部は、前記被覆体によって埋められるように構成される
    蓋本体。
  7. 電極体と、
    前記電極体を封止する外装体と、を備え、
    前記外装体は、
    前記電極体を包む外装フィルムと、
    前記外装フィルムと接合される蓋体と、含み、
    前記蓋体は、
    金属材料を含んで構成される蓋本体と、
    樹脂材料を含んで構成され、前記蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、
    前記被覆体は、前記外装フィルムと接合される蓋シール部を有し、
    前記蓋本体は、前記被覆体によって被覆される被覆部を有し、
    前記被覆部は、貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有し、
    前記被覆部が前記貫通孔を有する場合、前記貫通孔の少なくとも一部は、前記被覆体によって埋められる
    蓄電デバイス。
  8. 電極体と、
    前記電極体を封止する外装体と、を備え、
    前記外装体は、
    前記電極体を包む外装フィルムと、
    前記外装フィルムと接合される蓋体と、含み、
    前記蓋体は、
    金属材料を含んで構成される蓋本体と、
    樹脂材料を含んで構成され、前記蓋本体の一部を被覆する被覆体と、を含み、
    前記被覆体は、前記外装フィルムと接合される蓋シール部を有し、
    前記蓋本体は、前記被覆体によって被覆される被覆部を有し、
    前記被覆部の少なくとも一部は、粗面を備え、かつ、
    貫通孔、前記被覆体と反対側に凹む凹部、または、前記被覆体に向かって突出する凸部の少なくとも1つを有し、
    前記被覆部が前記貫通孔を有する場合、前記貫通孔の少なくとも一部は、前記被覆体によって埋められる
    蓄電デバイス。
JP2024565360A 2023-05-19 2024-05-17 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス Active JP7643651B1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2025019397A JP2025069434A (ja) 2023-05-19 2025-02-07 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023083534 2023-05-19
JP2023083534 2023-05-19
PCT/JP2024/018412 WO2024242066A1 (ja) 2023-05-19 2024-05-17 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2025019397A Division JP2025069434A (ja) 2023-05-19 2025-02-07 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2024242066A1 JPWO2024242066A1 (ja) 2024-11-28
JP7643651B1 true JP7643651B1 (ja) 2025-03-11
JPWO2024242066A5 JPWO2024242066A5 (ja) 2025-04-30

Family

ID=93589882

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024565360A Active JP7643651B1 (ja) 2023-05-19 2024-05-17 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス
JP2025019397A Pending JP2025069434A (ja) 2023-05-19 2025-02-07 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2025019397A Pending JP2025069434A (ja) 2023-05-19 2025-02-07 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス

Country Status (3)

Country Link
JP (2) JP7643651B1 (ja)
CN (1) CN121153149A (ja)
WO (1) WO2024242066A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004186060A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
JP2012064880A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Onuki Kogyosho:Kk 樹脂封止金属部品、それに用いるリードフレーム、及び金属部品の製造方法
JP2016126989A (ja) * 2015-01-08 2016-07-11 三井化学株式会社 蓋体、電気部品、及び、蓋体の製造方法
JP2018077931A (ja) * 2015-03-17 2018-05-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006123720A1 (ja) * 2005-05-17 2006-11-23 Honda Motor Co., Ltd. 蓄電池と絶縁体及びそれを用いた電池用容器
JP5582533B2 (ja) * 2010-10-22 2014-09-03 日立マクセル株式会社 密閉型電池
JP6285746B2 (ja) * 2014-02-24 2018-02-28 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
US11322790B2 (en) * 2016-09-05 2022-05-03 Vehicle Energy Japan Inc. Prismatic secondary battery
JP7069758B2 (ja) * 2018-01-31 2022-05-18 株式会社Gsユアサ 蓄電素子
JP7353254B2 (ja) * 2020-10-20 2023-09-29 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池
CN116615578A (zh) 2020-10-28 2023-08-18 国立大学法人东北大学 再生铝的制造方法、制造装置、制造系统、再生铝以及铝工件
JP7302614B2 (ja) 2021-02-12 2023-07-04 トヨタ自動車株式会社 二次電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004186060A (ja) * 2002-12-05 2004-07-02 Japan Storage Battery Co Ltd 電池
JP2012064880A (ja) * 2010-09-17 2012-03-29 Onuki Kogyosho:Kk 樹脂封止金属部品、それに用いるリードフレーム、及び金属部品の製造方法
JP2016126989A (ja) * 2015-01-08 2016-07-11 三井化学株式会社 蓋体、電気部品、及び、蓋体の製造方法
JP2018077931A (ja) * 2015-03-17 2018-05-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024242066A1 (ja) 2024-11-28
JPWO2024242066A1 (ja) 2024-11-28
JP2025069434A (ja) 2025-04-30
CN121153149A (zh) 2025-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7375995B1 (ja) 蓄電デバイス、蓄電デバイスの製造方法
JP2025128413A (ja) 蓄電デバイス、蓋体、蓄電デバイスの製造方法
JP7666762B1 (ja) 蓄電デバイス、導電性部材、蓋ユニット、蓄電デバイスの製造方法
JP7609342B1 (ja) 蓄電デバイス、蓋体、固定治具、蓄電デバイスの製造方法、運搬治具
JP7643651B1 (ja) 蓋体、蓋本体、蓄電デバイス
JP7643652B1 (ja) 蓋体、蓄電デバイス
JP7718619B1 (ja) 蓄電デバイス、蓋体、蓄電デバイスの製造方法
JP7790640B1 (ja) 蓋体、蓄電デバイス、蓄電デバイスの製造方法
JP7697610B1 (ja) 蓄電デバイス、蓋体、蓄電デバイスの製造方法
JP7655457B1 (ja) 蓄電デバイス、外装フィルム、蓄電デバイスの製造方法
JP7700947B2 (ja) 蓄電デバイス、蓋体、蓋ユニット、蓄電デバイスの製造方法
JP7800787B1 (ja) 蓋体、蓄電デバイス、蓋体ユニット、電極端子ユニット、蓄電デバイスの製造方法
JP7697576B2 (ja) 蓄電デバイス及び蓄電デバイス用の保護部材
JP2025100981A (ja) 蓄電デバイス、蓋体、蓋ユニット
WO2025075194A1 (ja) 蓄電デバイス、蓋体、蓄電デバイスの製造方法
KR20260012205A (ko) 커버체, 커버 본체, 축전 디바이스
WO2025005297A1 (ja) 蓄電デバイス、蓋体、被覆体、蓄電デバイスの製造方法
JP2025006017A (ja) 蓄電デバイス、蓋ユニット、蓄電デバイスの製造方法
WO2025187785A1 (ja) 蓋体、蓄電デバイス、蓋体キット、蓋ユニット、基部パーツ、第1被覆パーツ、第2被覆パーツ、蓄電デバイスの製造方法
WO2025115974A1 (ja) 外装フィルム、蓄電デバイス、蓄電デバイスの製造方法
JP2024176982A (ja) 蓄電デバイス、変形抑制部材、蓋ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241106

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20241106

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20241106

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20241210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250108

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250128

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250210

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7643651

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150